ミューオンニュートリノの振動先の同定のための研究

• Project/Area Number: 11740151
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 素粒子・核・宇宙線
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 鈴木 州 神戸大学, 理学部, 助手 (20243298)
• Project Period (FY): 1999 – 2000
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2000)
• Budget Amount: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000); Fiscal Year 2000: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1999: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
• Keywords: 長基線ニュートリノ振動実験 / ニュートリノ / ニュートリノ振動 / K2K / シンチレーティングファイパー / イメージインテンシファイアーチューブ(IIT) / 前置検出器 / fine-grained検出器 / 電磁シャワー / SFT / IIT-CCD

Research Abstract

つくば-神岡間長基線ニュートリノ振動実験(K2K)において、ミューオンニュートリノの振動先の同定等、今後の研究のためには、fine-grained検出器中のニュートリノ反応事象における生成粒子の同定が極めて重要である。そして、fine-grained検出器中のシンチレーティングファイパー飛跡検出器(SFT)での粒子同定の精度の更なる向上のためには、同検出器における雑音を可能な限り排除する必要がある。本研究では、今年度当初の計画通り、ハードウェア、ソフトウェアの両面からこれに取り組んだ。
まず、ハードウェアの面では、SFTの読み出し装置であるイメージインテンシファイアーチューブ(IIT)での雑音軽減の可能性を探った。
K2Kでは、2種類のIITと1台のCCDカメラを1組して読み出しに使用しているが、現在2段目のIITだけにゲート機能が付いている。ゲート幅は、IITに使用されている蛍光板の蛍光持続時間を考慮して100μsとしているが、これはビーム照射時間の1μsに比べて非常に長い。本研究では、IITに入射するランダムな雑音を出来る限り少なくするためにゲート幅の短縮可能性を調べた。LEDや宇宙線を用いたテストの結果、約60μsまでゲート幅を短縮できることがわかった。
また、本研究では、1段目のIITに対して新しく開発されたゲート機能の性能を評価した。LEDや加速器ビームを用いた実験により、ゲート幅が3μsまで短縮可能であることがわかった。ただし、実用に移す前に、さらに長期安定性のテストを行うことが今後の課題である。
次に、ソフトウェアの面では、SFTの雑音を減らすための新しい解析方法の開発を試みた。2種類の方法を開発した結果、どちらの性能も現在のものと同等であることがわかった。しかし、今後の改良によって、性能向上の可能性があることもわかった。